ELEMENTELE DE BAZA ALE UNUI SISTEM (PC)

ELEMENTELE DE BAZA ALE UNUI SISTEM (PC)

ELEMENTELE DE BAZA ALE UNUI SISTEM (PC)

Unitatea Centrala

Este compenenta care realizeaza efectiv operatiile de prelucrare a datelor. Unitatea centrala se afla in interiorul carcasei calculatorului pe placa de baza (motherboard sau mainboard). In componenta sa intra procesorul, memoria de lucru si controlerul de intrare/iesire (I/O-control) cu sistemul de magistrale (bus-uri).

Placa de baza

Placa de baza este principala componenta HARD dintr-un calculator. Alcatuirea unei placi de baza nu este usor de facut deoarece ea are multe componente care au un rol foarte important.

Cele mai importante sunt:

a) Slotul procesorului in care se pune practic inima calculatorului si anume procesorul.

b) Sloturile PCI care ajuta la conectarea unor placi care suporta acest slot, cum ar fi: placile de sunet, placile de retea, unele placi video si nu in ultimul rand placile modem. Uitandu-ne mai atent la aceste sloturi se poate observa ca distanta dintre pini este medie. Sloturile PCI sunt cele mai folosite si cele mai importante deoarece majoritatea placilor se bazeza pe acest standard. De obicei sunt in numar de 3 sau 4, dar pot fi si mai multe.

c) Sloturile AGP (Accelerated Graphics Port). Pe acest port se pot conecta doar unele placi video care au o viteza mai mare de 143 Mhz. Avantajul pe care il aduc aceste porturi este faptul ca ele nu se limiteaza doar la memoria placii video, ci la intreaga memorie RAM a calculatorului in cazul in care memoria placii video nu este suficienta. Spre deosebire de PCI, in cazul AGP-ului distanta dintre pini este foarte mica. Niciodata nu vom intalni mai mult de un Port AGP pe o placa de baza. AGP-ul poate avea o viteza de la 1x pana la 4x sau chiar mai mult.

d) Sloturile ISA. Sunt sloturile cele mai putin folosite in cadrul unui calculator. In aceste porturi se pun placile care nu au cerinte mari, cum ar fi: placile de radio si unele placi de retea. Pe placile de baza mai noi acestea dispar lasand locul PCI-ului.

O placa se prezinta sub forma unui circuit imprimat cu mai multe straturi. Fiecare strat poate contine mii de trasee si legaturi la circuitele care interconecteaza toata arhitectura hardware a unitatii centrale. Perifericele comunica intre ele cu ajutorul magistralelor pe care placa de baza le contine. Intel este cel mai mare producator de placi de baza la ora actuala, insa mai exista si alte companii producatoare de placi de baza, precum VIA, SiS, etc. Placile de baza se pot clasifica dupa clasa si modelul de procesor pe care il suporta.

Conectorii de extensie se gasesc in unitatea centrala si permit utilizatorului sa faca modernizari echipamentului.

Ceasul sistem este un chip aflat pe placa de baza. Semnalele ceasului sistem care se afla pe placa de baza influenteaza cadenta ceasului intern, al procesorului, iar printr-un factor de multiplicare putem afla valoarea acestuia. Toate elementele si circuitele placii de baza functioneaza in ritmul impus de ceasul sistem. Pe placa de baza putem observa de asemenea si o baterie de litiu. Aceasta baterie permite gestionarea timpului chiar si atunci cand calculatorul este oprit. Tot aceasta baterie permite BIOS-ului sa pastreze din memoria RAM informatii referitoare la configuratia si setarile implicite care se efectueaza. Daca bateria se consuma, informatile din BIOS devin neoperationale.

Toate componentele placii de baza sunt conectate la o sursa de alimentare. Sursa furnizeaza tensiunea de alimentare pentru circuitele electronice si componentele placii de baza. Sursa converteste tensiunea alternativa intr-o tensiune mai mica. Regulatorul de tensiune se afla si el pe placa de baza si are rolul de a furniza procesorului o tensiune constanta indiferent de calitatea de la sursa de alimentare. In prezent, standardele de baza ale placilor de baza sunt cele promulgate de Intel; cel mai recent dintre acestea este, ATX, mergand pana la specificatia pozitiei conectorilor.

Procesorul

Este elementul de baza al unui microcaculator. Microprocesorul este un set de circuite integrate intr-o pastila de siliciu. Principala caracteristica a procesorului este viteza, legata de viteza ceasului de sistem care vibreaza la o anumita frecventa masurata in MHz. Procesorul este un chip de dimensiuni ceva mai mari decat cele obisnuite care se conecteaza la placa de baza prin intermediul unui conector specific, numit slot sau socket. De asemenea, procesorul executa instructiunile care constau in prelucrari logice sau calcule matematice simple asupra datelor. Cateva caracteristici ale procesorului sunt viteza de lucru, capacitatea maxima de memorie pe care o poate accesa, setul de instructiuni pe care le poate realiza, articularea configuratiei intr-o arhitectura multiprocesor. Viteza unui procesor este definita de frecventa ceasului intern, frecventa ceasului sistem, dimensiunea registrilor procesorului, etc. Procesorul lucreaza direct cu memoria cache. Magistrala este un grup de conectiuni care poate trasfera semnalele intre doua componente ale calculatorului, cele mai importante fiind magistrala de date si de adrese.

Registrul intern al unui procesor este o zona de memorie cu o viteza de comutatie extrem de mare, cu ajutorul careia procesorul lucreaza cu mediul exterior. Un registru este alcatuit dintr-un grup de celule de memorie folosite pentru a stoca temporar o informatie. Procesorul lucreaza cu un numar specific de biti care alcatuiesc un cuvant.

Unitatea aritmetica si logica (ALU) executa atat operatiile aritmetice, precum adunarea si scaderea, precum si cele logice care sunt comparate cu un rezultat fals sau adevarat.

Circuitele de control sunt niste circuite care au in componenta un decodor de instructiuni. Acestea interpreteaza continutul unui registru si incearca sa identifice instructiunea ce o contine pentru a lansa o executie.

o       Tipul microprocesorului. Defineste apartenenta acestuia la o familie de procesoare ce au caracteristici comune. Piata este dominata de 2 mari familii de procesoare.

- Intel ~ folosite la calculatoarele IBM-PC sau de alte firme.

- Motorola ~ folosite de calculatoarele realizate de firma APPLE.

Cele 2 tipuri de procesoare nu sunt compatibile intre ele.

o       Frecventa de lucru. Este frecventa de tact a ceasului. Ea se masoara in MHZ, adica in milioane de impulsuri pe secunda (33Mhz- 1,9 Ghz)

Viteza de lucru mai este data si de numarul de octeti care pot fi prelucrati la un moment dat de procesor (8 - 64 biti).

Toate aceste elemente determina viteza de lucru a PC-ului. Viteza se masoara in milioane de instructiuni pe secunda (MIPS). Un PC performant are o viteza de 2-20 MIPS.

Pe calculatoarele Intel se intalnesc procesoare de forma 80x86 unde x = 0,1,2,3,4,5,6.

Pentru identificarea procesorului se foloseste un mod de marcare standard, alcatuit dintr-un amestec de numere si litere. Pe fiecare exista o eticheta de identificare. Modul de marcare al procesorului AMD este urmatorul:

Placa Grafica

Este acea componenta care reprezinta in primul rand dispozitivul de afisare cu unitatea centrala. Datorita chipurilor grafice pe care le are in componenta, placa grafica degreveaza procesorul de problema procesarii imaginii video si de afisarea acesteia. Placa grafica lucreaza in corelatie cu monitorul si cu ajutorul ei sistemul poate afisa prelucrarile, datele, imaginile pe care le foloseste. Principalele placi grafice de pe piata, dupa tip si tehnologie sunt:

o       MDA - care permite afisarea de texte alb-negru

o       CGA - este capabil de a afisa si grafica in 4 culori

o       HGC - afiseaza alb-negru atat texte cat si grafica neperformanta din punct de vedere al rezolutiei

o       EGA - afiseaza texte si imagini in doar 16 culori

o       VGA - afiseaza grafica detaliata in 256 de culori

o       SVGA - grafica si rezolutii medii care are 65000 culori

o       XVGA - poate afisa de la 16,7 mil. de culori si rezolutii foarte mari

Principalele componente ale placii grafice sunt cipul grafic, memoria RAM, magistrala de comunicatie, convertizorul digital-analogic RAMDAC. Placile grafice au memoria lor proprie, de care au nevoie pentru a nu consuma din memoria sistemului atunci cand afiseaza o grafica mai detaliata, in rezolutie mai mare. Cu cat memoria este mai mare, cu atat performantele placii sunt mai bune.

Placa de sunet

Este acea componenta cu ajutorul careia calculatorul proceseaza sunetul si il reda spre utilizator cu ajutorul boxelor sau sistemului audio. Sistemul audio este format din placa de sunet, boxe si microfon.

Placa de retea

Este placa de extensie cu care un calculatorul poate realiza conectarea la o retea, adica, conectarea la mai multe calculatoare sustinute de un server. Ethernet este cea mai raspandita placa de retea si a fost dezvoltata initial de Xerox cu capabilitatea de a trasfera pana la 10 Mbps. Pentru un trasfer mai mare de atat exista placa Fast Ethernet (aprox. 100 Mbps) sau Gb Ethernet care deservesc servele marilor companii. Token ring este cel de-al doilea tip de placa de retea, si este folosita mai ales intr-o retea de tip stea sau cerc.

Monitorul

Este principalul dispozitiv periferic de iesire care permite afisarea temporara a informatilor care se afla in calculator, date care au fost introduse de la tastatura sau rezultate ale prelucrarii lor. Monitorul este alcatuit din doua elemente principale; din dispozitivul de afisare si placa video. Monitoarele pot fi cu tuburi catodice CRT sau cu cristale lichide LCD. Monitoarele se pot clasifica dupa numeroase criterii, precum:

o       clasificarea monitoarelor dupa culorile afisate

o       clasificarea monitoarelor dupa semnalele video - (digitale sau analogice)

o       dupa tipul grilei de ghidare a electronilor din tub - (cu masca de umbrire, cu grila de aparatura)

o       dupa tirul controalelor exterioare - (analogice sau digitale)

o       dupa tipul constructiv al ecranului - (cu tub catodic conventional CRT, dispozitive de afisare cu ecran plat FPD care include ecranele LCD precum si cele cu plasma)

o       Dimensiunea ecranului si suprafata utila - (de la 9" la 32")

o       Latimea de banda - (cantitatea de date pe care monitorul le poate manipula intr-o secunda. Aceasta se masoara in MHz)

o       Tactul de afisare - (trebuie corelata cu latimea de banda, masurata tot in MHz)

o       Refresh rate - (masoara numarul de cadre care este afisat pe monitor intr-o secunda. O rata de refresh mai mica de 85 Hz duce la obosirea prematura a ochilor).

o       Intersectarea cadrelor - (30 cadre pe sec., reda imaginea in miscare)

o       Densitatea de punct sau dot pitch-ul - (variaza intre 0.3l si 0.22)

o       Rezolutia - (capacitatea monitorului de a afisa imagini cat mai fine)

Tastatura

Este principalul mijloc de introducere a datelor in calculator. Exista diferite tipuri de tastaturi, precum tastaturile standard cu 102 sau 105 taste, cele ergonomice cu un confort sporit pentru utilizator, si tastaturile speciale care integreaza pe langa perifericul clasic de a introduce date si alte dispozitive cum ar fi un scanner, trackball, boxe, microfon, etc. Tastele sunt grupate in blocuri de taste alfanumerice, functionale, taste de deplasare si pozitionare si bloc mini-numeric.

Mouse-ul

Este cel mai folosit dispozitiv de comunicare utilizator-computer. Principalele firme care produc aceste periferice sunt Microsoft si Logitech. Pe piata exista mouse-uri cu butoane de scroll, mouse-uri optice, cordless (conexiune prin infrarosu).

Scannerul

Este un periferic de intrare capabil sa transforme informatia analogica in format digital. Imaginea scanata este descompusa in puncte elemente care putem spune ca definesc performantele scannerului in materie de rezolutie. Rezolutia se masoara in dpi, adica numarul de puncte recunoscute pe o suprafata de dimensiunea unui inch². Adancimea culorii este si ea o caracteristica foarte importanta pentru un scanner si este o masura a numarului de culori pe care scannerul le poate recunoaste.

Imprimanta

Este un periferic de iesire care permite editarea pe hartie a rezultatelor unei prelucrari. Cateva caracteristici ale imprimantei sunt:

o       Calitatea imaginii si rezolutia

o       Viteza de tiparire

o       Modalitatea de alimentare cu hartie

o       Zgomotul produs in timpul tiparirii

o       Numarul de font-uri pe care le poate tipari

o       Capacitatea de emulare pe care o poate avea

o       Costul

o       Latimea carului

o       Cromatica

Imprimantele de pe piata pot fi cu Ink Jet, Laser, termale, cu ace, cu bubble-jet.

CD-ROM

Este unitatea de citire a CD-urilor. Se bazeaza pe tehnologia fasciculului de lumina reflectata de catre suportul optic. Un CD obisnuit poate stoca pana la 800MB, un DVD in schimb poate stoca date de pana la 4.7GB pe singura fata. Exista trei feluri de compact discuri, adica CD-ROM-ul, CD-R-ul, sau CD-RW-ul.

Boxele active

Sunt un dispozitiv periferic cu ajutorul caruia utilizatorul poate interactiona pe cale auditiva cu sistemul. De obicei, boxele unui PC au o putere redusa, ele ajungand pana la 30W.

Modemul

Un dispozitiv necesar pentru transmiterea datelor printr-o linie de comunicatie. El asigura la emisie modularea datelor, iar la intrare demodularea lor.   

Aceasta operatie este necesara deoarece semnalul din interiorul calculatorului este digital iar pe telefon, analogic.

Memoria

Memoria ROM (read only memory) este un circuit integrat care contine un ansamblu de registri care au aceeasi marime si care stocheaza informatiile primite odata pentru totdeauna. Ea nu poate fi nici stearsa, nici actualizata. Procesorul nu poate scrie sau rescrie datele de pe memoria ROM. Exista totusi si memorii tip PROM care pot fi modificate doar in fabrica de catre utilizator, doar o data, si dupa aceea ea devine memorie ROM. Memoria EPROM poate fi stearsa cu ajutorul unui program. Stergerea este posibila cu ajutorul razelor ultra-violete si reprogramarea se face cu ajutorul unui programator de memorii.

Memoria cache este un fel de memorie cu o viteza mult mai mare, viteza care este data de modul de constructie, in acest mod fiecare element de memorie este un cache. Zonele de memorie interna care sunt instalate pe un PC sunt urmaoarele:

o       memoria conventionala

o       zona de memorie superioara

o       zona de memorie inalta

o       memoria extinsa

o       memoria expandata

o       memoria RAM video

o       memoria ROM pentru adaptoare

o       componenta ROM BIOS de pe placa de baza

Memoria externa este acea memorie care este folosita pentru o perioada de timp mai mare decat o sesiune de lucru a unui sistem de calcul.

Memoria RAM este memoria la care accesul este deplin atat prin citire cat si prin scriere. Exista mai multe tipuri de memorii RAM, precum SDRAM (single data RAM), DDRAM (double data RAM). DDR-ul are avantajul de a putea trimite si primi in acelasi timp informatii, pe cand SDR-ul, mai intai primeste si apoi trimite.

Harddisk-ul

Este dispozitivul principal de stocare a datelor. El consta in unul sau mai multe discuri care se rotesc. Pretul unui HDD este determinat de marimea spatiului de memorare, si de viteza de memorare.

In Hard-Disk au loc 2 miscari:

a)     Miscarea de translatie a capetelor de citire

b)    Miscarea de rotatie in jurul axului.(3600 - 15000 RPM)

Unitatile de masurare a capacitatii diskului sunt: bites, kilobites, megabites, gigabites. Hardiskul face parte din categoria diskurilor fixe spre deosebire de FLOPPY care face parte din categoria discurilor flexibile.